铁路隧道防灾通风风机布置方案及设计参数对通风效果的影响研究

摘要

近年来，我国铁路隧道建设逐渐向长大、深埋方向发展，随着隧道埋深的增加，必然会出现越来越多的单体特长隧道或隧道群。长大铁路隧道在运营期间的防灾救援问题变得日益突出，而防灾通风系统是长大铁路隧道防灾救援系统中的重要子系统，也是防灾救援土建设施充分发挥功能的必要条件。本论文对长大铁路隧道防灾救援设施、防灾通风模式、隧道口及隧道内救援站防灾风机布置方案及设计参数对防灾通风效果的影响开展了系统研究，得出的主要结论如下：　　(1)调研结果显示，国外铁路隧道紧急救援站大多采用人烟分离的防灾通风模式，而国内铁路隧道紧急救援站仅少数采用人烟分离的防灾通风模式，绝大多数隧道因受既有辅助坑道限制，未采用人烟分离的防灾通风模式；长大铁路隧道救援站主要分为两种类型，一种为隧道内紧急救援站，另一种为隧道口紧急救援站。火灾工况下，防灾通风系统的主要功能是向火源区维持正向风压，阻止烟气进入疏散通道，同时提高能见度。　　(2)对于隧道口紧急救援站而言，各设计参数对防灾通风效果影响程度排序为：自然风＞隧道纵坡＞火灾规模＞火源位置；隧道口救援站应尽量设置于上坡向隧道口，若隧道口救援站置于下坡向隧道口时，应尽量减小救援站范围内纵坡坡度，以减小纵坡对防灾通风的不利影响。对于隧道内紧急救援站而言，各设计参数对防灾通风效果的影响程度排序为：纵坡＞自然风＞火灾规模＞火源位置；研究结果显示，隧道纵坡对隧道内紧急救援站防灾通风有不利影响，因此在条件允许的前提下，可考虑将隧道内救援站尽量设在线路平坡段。　　(3)射流风机安装于单车道辅助坑道断面条件下，当射流风机与防护门距离大于60m时，防护门处平均风速及辅助坑道内的风速基本稳定；射流风机安装于双车道辅助坑道断面条件下，当射流风机与防护门距离大于50m时，防护门处平均风速及辅助坑道内的风速基本稳定；射流风机安装于隧道口救援站平导时，射流风机应安装于平导出口一侧，并且与最近横通道之间距离应大于40m。　　(4)对于隧道口救援站，为保证隧道出口正洞内的风速而在正洞内安装射流风机时，为了避免高速列车气动荷载对风机可能产生的危害，可采用U型风道布置方案，以满足防灾通风要求；如果隧道口救援站采用U型风道布置方案，建议U型风道平行于主隧道区段长度不宜大于250m。

目录

声明

第1 章绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 防灾通风控制标准研究

1.2.2 隧道通风方式研究

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第2 章长大铁路隧道防灾救援设施及通风模式研究

2.1.1 国外铁路隧道紧急救援设施调研

2.1.2 国内铁路隧道紧急救援设施调研

2.2 铁路隧道紧急救援设施布置模式研究

2.2.1 隧道内紧急救援站

2.2.2 隧道口紧急救援站

2.3 长大铁路隧道防灾通风模式研究

2.4 小结

第3 章隧道口救援站防灾通风方案及设计参数研究

3.1 依托工程概况

3.2.1 软件介绍

3.2.2 计算原理

3.2.3 模型及计算参数

3.2.4 风机配置参数

3.2.5 计算工况设计

3.3.1 火源位置对防灾通风方案的影响

3.3.2 自然风对防灾通风方案的影响

3.3.3 火灾规模对防灾通风方案的影响

3.3.4 隧道纵坡对防灾通风方案的影响

3.4 小结

第4 章隧道内救援站防灾通风方案及设计参数研究

4.1 依托工程概况

4.2 防灾通风方案研究

4.2.1 方案设计

4.2.2 模型及计算参数

4.2.3 通风方案比选

4.3 隧道内救援站防灾通风设计参数研究

4.3.1 计算工况设计

4.3.2 计算结果分析

4.4 小结

第5 章 铁路隧道防灾风机安装位置研究

5.1 理论基础

5.2软件介绍

5.3.1 数值模型

5.3.2 边界条件

5.3.3 计算工况

5.4 单车道断面风机安装位置计算结果及分析

5.5 双车道断面风机安装位置计算结果及分析

5.6.1 数值模型

5.6.2 边界条件

5.6.3 计算工况

5.7 隧道口紧急救援站风机布置位置模拟结果分析

5.8 小结

第6 章铁路隧道防灾通风风道设计参数研究

6.1 依托工程概况

6.2 风道设计参数研究

6.2.1 计算模型及参数

6.2.3 最不利工况试算

6.2.4方案比选结果分析

6.3 U型风道设置参数研究

6.4 小结

结论与展望

一、结论

二、展望

致 谢

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文及参与科研项目